【C++入门（上）】—— 我与C++的不解之缘（一）

星辰与你

发布于 2024-10-17 19:38:40

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文章被收录于专栏：学习学习

前言：

学完C语言和初阶数据结构，感觉自己又行了？ 接下来进入C++的学习，准备好接受头脑风暴吧。

一、第一个C++程序

C++ 的第一个程序，梦回出学C语言，第一次使用C语言写代码；这里使用C++写第一个C++代码。

#include<stdio.h>

int main()
{
	printf("Hello,World ! ! !\n");
	return 0;
}

看到这里，很疑惑？不是第一个C++程序代码吗？怎么使用C语言来写呢？

这里C++兼容C语⾔绝⼤多数的语法，所以C语⾔代码也可以运行，C++文件后缀为.cpp，vs编译器对后缀为 .cpp的文件就会调⽤C++编译器编译；linux下要⽤g++编译，不再是gcc。

当然呢，C++ 也有自己的输入输出，来看使用C++代码实现第一个C++程序：

#include<iostream>

int main()
{
	cout << "Hello World！！！" << endl;
	return 0;
}

在接下来的学习中，一一来学习C++这些知识。

二、命名空间

2.1、命名空间的作用

在C/C++中，变量、函数和后面要学到的类都是大量存在的，这些变量、函数和类的名称都存在于全局作用域中，可能会导致很多冲突。 使用命名空间的目的就是对标识符的名称进行本地化，来避免命名冲突或，namespace关键字的出现就是针对命名冲突这种问题的。

在C语言中，类似与下面程序这样的命名冲突，是一个普遍存在的问题，C++引入namespace就是为了更好的解决这样的问题。

#include<stdio.h>
#include <stdlib.h>
int rand = 10;
int main()
{
	// 编译报错：error C2365: “rand”: 重定义；以前的定义是“函数”
	printf("%d\n", rand);
	return 0;
}

2.2、namespace的定义

定义命名空间，需要使用到namespace关键字，后面跟命名空间的名字，然后接一对{}即可，{}中即为命名空间的成员。命名空间中可以定义变量/函数/类型等等。
namespace本质上是定义出一个域，这个域跟全局域各自独立，不同的域可以定义同名变量，所以下面的rand就不存在冲突（可以解决如上图所示命名冲突问题）。
C++ 中域有函数局部域、全局域、命名空间与和类域；域影响的编译时语法查找一个变量/函数/类型出处（声明和定义）的编辑，所以有了域的隔离，名字冲突问题就解决了。局部域和全局域除了会影响编译查找逻辑，还会影响变量的生命周期，命名空间域和类域不影响变量的生命周期。
namespace只能定义在全局，当然，也可以嵌套定义。
项目工程中多文件中定义的同名namespace会认为是一个namespace，不会冲突。
C++ 标准库都放在一个叫 std（standard）的命名空间里。

定义命名空间：

#include<stdlib.h>

namespace HL
{
	int rand = 0;

	int Add(int x, int y)
	{
		return x + y;
	}
}


int main()
{
	printf("%p\n", rand);
	printf("%d\n", HL::rand);
	printf("%d\n", HL::Add(1, 2));
	return 0;
}

嵌套定义：

namespace HL
{
	namespace H
	{
		int rand = 0;

		int Add(int x, int y)
		{
			return x + y;
		}
	};
	namespace L
	{
		int rand = 1;
		int Add(int x, int y)
		{
			return (x + y) * 10;
		}
	}
}
int main()
{
	printf("%d\n", HL::H::rand);
	printf("%d\n", HL::L::rand);
	printf("%d\n", HL::H::Add(1,2));
	printf("%d\n", HL::L::Add(1,2));
	return 0;
}

多文件定义命名空间：

多个文件定义同名的namespace，它们会默认合并到一起，就像同一个namespace一样。

2.3、命名空间的使用

编译查找一个变量的声明/定义时，默认只会在局部或者全局查找，不会到命名空间里面去查找。所以下面程序会编译报错。我们要使用命名空间中定义的变量或者函数是，有以下三方式：

指定命名空间访问，（在项目实践中推荐）。
using将命名空间中某个成员展开，（项目中经常访问的不存在冲突的成员推荐这种方式）。
展开命名空间中的全部成员（项目实现中不推荐，冲突风险大）。

不会主动到命名空间去查找变量/函数

指定命名空间访问

namespace HL
{
	int a = 1;
	int b = 0;
}

int main()
{
	printf("%d\n", HL::a);
	printf("%d\n", HL::b);
	return 0;
}

展开某个成员

namespace HL
{
	int a = 1;
	int b = 0;
}
using HL::a;
int main()
{
	printf("%d\n", HL::a);
	//printf("%d\n", HL::b); 这里会提示未定义的标识符‘b’
	return 0;
}

展开全部成员

namespace HL
{
	int a = 1;
	int b = 0;
}
using namespace HL;
int main()
{
	printf("%d\n", HL::a);
	printf("%d\n", HL::b);
	return 0;
}

三、C++输入输出

<iostream> 是Input Output Stream 的缩写，是标准的输入、输出流库，定义了标准的输入、输出对象。
std::cin 是istream类的对象，它主要面向窄字符（narrow character(of type char)）的标准输入流。
std::cout 是ostream类的对象，它主要面向窄字符的标准输出流。
std::endl 是一个函数，流插入输出时，相当于一个换行字符刷新缓冲区。
<< 是流插入运算符， >> 是流提取运算符。（C语言中为位运算左移和右移）
使用C++输入输出更方便，不需要像 printf和scanf那样手动指定格式，C++的输入输出可以自动识别变量类型（本质上是通过函数重载实现的），更重要的是C++的流能更好的支持自定义类型对象的输入输出。
IO流涉及类和对象，运算符重载，继承等很多方面的知识，这些知识在接下来C++的学习中都会学到（这里简单了解一下）
cout/cin/endl 等都属于C++标准库，C++标准库都放在一个叫std 的命名空间中，所以，我们需要通过命名空间的使用方式来使用它们。
这里没有包含<stdio.h>，也能够使用printf 和 scanf，在包含<iostream>间接包含了。使用VS编译器是这样的，其他的编译器可能会报错。

using namespace std;
int main()
{
	int a = 0;
	double d = 1.1;

	cout << a << endl;
	cout << d << endl;

	//输入
	cin >> a;
	cin >> d;

	cout << a << " " << d << endl;


	//C输入
	scanf("%d%lf", &a, &d);
	printf("%d %lf\n", a, d);

	return 0;
}

C++是兼容C语言的，也可以加上以下代码让C++不在兼容C语言，提高C++ IO效率

#include<iostream>
using namespace std;
int main()
{
	// 在io需求⽐较⾼的地⽅，如部分⼤量输⼊的竞赛题中，加上以下3⾏代码
	// 可以提⾼C++IO效率
	ios_base::sync_with_stdio(false);
	cin.tie(nullptr);
	cout.tie(nullptr);
	return 0;
}

四、缺省参数

缺省参数是声明或定义函数时为函数的参数指定了一个缺省值。再调用该函数时，如果没有指定实参则采用该形参的缺省值，否则就使用指定的实参，缺省参数分为全缺省和半缺省参数（有些地方把缺省参数也叫做默认参数）。
全缺省就是全部形参给缺省值，半缺省就是部分形参给缺省值。C++规定半缺省参数必须从右往左依次连续缺省，不能间隔跳跃给缺省值。
带缺省参数的函数调用，C++规定必须从左到右依次给实参，不能跳跃给实参。
函数声明和定义分离时，缺省参数不能在函数声明和定义中重复出现，规定函数声明给缺省参数。

缺省参数：

using namespace std;

void test1(int a = 0)
{
	cout << a << endl;
}

int main()
{
	test1();
	test1(9);
	return 0;
}

全缺省参数：

//全省参数
void test2(int a = 0, int b = 1, int c = 2)
{
	cout << "a= " << a << endl;
	cout << "b= " << b << endl;
	cout << "c= " << c << endl;
	cout << endl;

}

int main()
{
	test2();
	test2(11);
	test2(11, 22);
	test2(11, 22, 33);
	return 0;
}

半缺省参数：

//半缺省参数
void test3(int a, int b = 1, int c = 2)
{
	cout << "a= " << a << endl;
	cout << "b= " << b << endl;
	cout << "c= " << c << endl;
	cout << endl;
}

int main()
{
	test3(11);
	test3(11, 22);
	test3(11, 22, 33);
	return 0;
}

五、函数重载

C++支持在同一作用域中出现同名函数，但是要求这些函数的形参不同，可以是参数个数不同或者参数类型不同；这样C++函数调用就表现了多态行为，使用更加灵活。（C语言是不支持同一作用域中出现同名函数的）

函数参数类型不同：

//参数类型不同
int Add(int x, int y)
{
	cout << "Add(int x,int y)" << endl;
	return x + y;
}
double Add(double x, double y)
{
	cout << "Add(double x,double y)" << endl;
	return x + y;
}

int main()
{
	cout << Add(1, 2) << endl;
	cout << Add(1.1, 2.2) << endl;
	return 0;
}

函数参数个数不同：

void fun()
{
	cout << "If you never leave." << endl;
}
void fun(int a)
{
	cout << "I will live and die together." << endl;
}
int main()
{
	fun();
	fun(1);
	return 0;
}

这里有一个需要注意的点，如果只有参数，而且给了缺省参数，（如果这是还有一个与其命名相同的函数（没有参数），调用时就会报错）

参数类型顺序不同：

//参数的类型顺序不同
void Test(int a, char c)
{
	cout << "If you never leave." << endl;
}

void Test(char c, int a)
{
	cout << "I will live and die together." << endl;
}

int main()
{
	Test('x', 1);
	Test(1, 'x');
	return 0;
}//参数的类型顺序不同
void Test(int a, char c)
{
	cout << "If you never leave." << endl;
}

void Test(char c, int a)
{
	cout << "I will live and die together." << endl;
}

int main()
{
	Test(1, 'x');
	Test('x', 1);
	return 0;
}